Basit Makineler İşlerimizi Kolaylaştırır

BASİT MAKİNELERİ TANIYALIM

1. Bir gün arabayla yolda giderken yolu tıkayan ko­caman bir kaya parçasıyla karşılaştığınızı düşününüz. Bu kaya parçasını yolun üzerinden nasıl çekebilirsiniz?

Kocaman bir kaya parçasını elimizle alıp kenara koymamız, mümkün değildir. En başta ağırlığı çok fazladır. Bu ağırlığı düşürücü bir araç kullanmamız gerekir. Bunun için çevreden bulacağımız bir dal, demir v.s kullanabiliriz. Dalın bir ucunu kayanın altına yerleştirirz. Araya da daha küçük bir taş koyduğumuzda kaldıraç oluşturabiliriz. Böylece kaldıraç yardımıyla kayayı hareket ettirebilir, yaoldan uzaklaştırabiliriz.

2. Tekerlekli sandalye kullanan insanların kaldırıma ve yüksek bina girişlerine çıkması için yapılan yollar ile diğer yollar ve merdivenler arasındaki fark nedir?

Kaldırıma veya yüksek binalara çıkmak için basmak yapılmakta, engelli ve tekerlekli sandalyelilerin çıkması için buralara eğimli yollar yapılmaktadır.

Bir kuvvetin yönünün değiştirilip değiştirilemeyeceğini tahmin ediniz. Tahmininizi ve bunu nasıl test
edebileceğinizi arkadaşlarınıza açıklayınız. Sonra da test yönteminizi uygulayarak sonucunu gözlem­leyiniz.

Bir kuvvetin yönü değiştirelebilir. Bunu yukarıdaki kaya olayında test etmeniz mümkündür. Dal veya demir parçası ile elmizdeki kuvvet kaldıraç yardımı ile yönlenebilmektedir.

Çevrenizde insanların, güçlerinin yetmediği yükleri kaldırıp bir araca yüklemek, yerini değiştirmek veya yükseğe çıkarmak için hangi yöntemleri kullandıklarını, hangi araçlardan yararlandıklarını gözlemişsinizdir. Hangi durumda, hangi yöntemlerin kullanıldığı konusundaki gözlemlerinizi arkadaşlarınızla paylaşınız. Bu yöntemlerde kullanılan araçların, uygulanan kuvvetin yönünü ve büyüklüğünü nasıl de­ştirdiğini tartışınız.

Fotoğraf 2.9’da taşıta eşya yükleyen, dolu çuvalı kaldıran ve suda sandalla giden insanlar bu işleri
yaparken hangi araçlardan yararlanıyorlar? Bu fotoğraflardaki insanların uyguladıkları kuvvetler ve cisimerin hareket yönü aynı mıdır? Bu araçları kullanmak, kuvvetin büyüklüğünü nasıl etkiliyor olabilir? Arkadaşlarınızla tartışınız.

Yukarıdaki fotoğraflardan birincisinde taşıyıcı, kaldırıp taşıta koymaya gücünün yetmediği yükü
eğimli zeminde kuvvetin yönünü değiştirmiş ve ileri doğru iterek taşıta yüklemiştir. Taşıyıcı eğimli zemin kullanmakla kuvvetin yönünü değiştirip daha az kuvvet uygulamış ancak yükün aldığı yolu uzatmışştır. Bu taşıyıcı, daha uzun bir eğimli yüzey kullansaydı yükü taşımak için uygulayacağı kuvvet artarmıydı. azalır mıydı? Neden? Tartışınız.

Taşıyıcı daha uzun eğimli yüzey kullansaydı. yükü taşımak için mesafe çok daha artacağı için harcayacağı kuvvet artardı.

İkinci fotoğrafta çocuk, çuvalı yukarı kaldırmak için makara kulararak kuvvetin yönünü aşağı doğru değiştirmiştir. Suda sandalla gidenler ise kullandıkları küreklerle ileriye doğru kuvvet uygulamışlar ve sandalı geriye doğru hareket ettirmişlerdir. Bu fotoğraflardaki işleri yapmak için kullanılan eğik düzlem, makara, kürek gibi araçlar makine olarak değerlendirilebilir mi?

Bu araçlar makina olarak değerlendirilebilir. Bu araçlar kuvveti yönlendirmekte, yapılan işleri kolaylaştırmaktadır. Bu araçların iş yapmadaki yararlarını düşünmeniz ve Türkçe Sözlük’ten makinenin tanımını öğrenmeniz gerekir.

Günlük yaşantımızda iş yaparken kullandığımız eğik düzlem, makara, kürek gibi karmaşık yapıda olmayan birçok araç vardır. Bu araçlar basit makine olarak adlandırılır.

“Makine” kelimesi genellikle güçlü ve karmaşık yapılı mekanizmaları (iş makinesi, otomobil, bulaşık makinesi vb.) çağrıştırır. Fakat bir kuvvetin yönünü veya büyüklüğünü değiştirererek iş yapma kolaylı­ğı sağlayan araçlar birer basit makinedir. Örneğin gazoz açacağı, musluk, vida, balta ve merdiven bi­rer basit makinedir (Fotoğraf 2.10). Bu makineler olmadan işlerimizin çoğunu yapamayız.

Tazyikli akan bir çeşmenin suyunun yönünü suya parmağınızı tutarak değiştirebilirsiniz ancak su­
yun akışını parmağınızla durduramazsınız. Suyun akışını, musluğu kapatarak kolayca durdurabilirsiniz.

Benzer şekilde gazoz açacağı olmadan gazoz kapağını açmak çok zordur. Görüldüğü gibi basit maki­neler bize iş yapma kolaylığı sağlar. Basit makinelere çevrenizden başka örnekler veriniz.

İnsanlar çok eski tarihlerden bu yana yaşamlarını sürdüre­bilmek, kendilerini savunmak ve işlerini kolaylaştırmak için basit makineleri kullanmıştır. İlk insanların avlanmak için et­raflarında buldukları taşları birbirlerine ya da ağaçlara sürte­rek keskin hâle getirmeleri bunun en basit örneklerindendir

Basit makinelere uygulanan kuvvete giriş kuvveti, işimizi yapmak için elde ettiğimiz son kuvvete ise çıkış kuvveti de­nir. Basit makineler kullanılarak uygulanan giriş kuvveti ile iş yapmak için elde ettiğimiz çıkış kuvvetini karşılaştırınız. Han­gisi daha büyüktür? (Basit makineden çıkan çıkış kuvveti giriş kuvvetinden daha büyüktür.) Düşüncenizi ve nedenini açıklayınız. (Makine uygulanan kuvvetin yönünü ve büyüklüğünü değiştirmektedir.) Bu düşüncenizi ispatlayabileceğiniz bir deney planlayınız. Dene­yinizi uygulayarak sonucunu gözlemleyiniz. Deneyinizi ve sonuçlarını görsellerle de destekleyerek sı­nıfta arkadaşlarınıza sununuz.

Bir iş yaparken basit makinelerin kuvvetin yönünü değiştirdiğini, uyguladığımız giriş kuvvetinden da­ha çok çıkış kuvveti sağladığını öğrendik. Basit makineler bize başka neler sağlıyor olabilir

Örneğin işin yapılma hızını değiştirebilir mi? Bir enerji türünü başka bir enerji türüne çevirebilir mi? Tartışınız.

Bir sandalı kürek kullanmadan ellerimizi kullanarak suda yüzdürebiliriz. Bunun için kas gücünden
yararlanırız. Ancak aynı kas kuvvetini kürek çekmek için kullandığımızda sandalı daha hızlı hareket et­tirmiş ve işi hızlandırmış oluruz. Bu sırada uyguladığımız kuvvet için kullandığımız kas enerjisini kürek­lerle hareket enerjisine dönüştürmüş oluruz. Böylece aynı enerji ile işi daha kolay yaparız. Buna göre basit makinelerin enerji tasarrufu sağladığını söyleyebilir misiniz? Basit makineleri kullanmanın işi ko­laylaştırıp hızlandırdığına, enerji dönüşümünü sağladığına günlük yaşamdan başka örnekler veriniz.

Bir iş yaparken basit makinelerin kullanılmasıyla nelerin yapılabileceğini aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:

– Bir kuvvetin yönünün değiştirebiliriz.

– Uygulanan giriş kuvvetinden daha çok çıkış kuvveti sağlar.

– Kas gücüyle yapamadığımız bazı işleri kolayca yapabiliriz.

– Bir işin yapılma hızını değiştirebiliriz.

– Kas enerjisini hareket enerjisine dönüştürebiliriz.